RU2748537C1 - Method for producing oxide-silicon carbide cutting ceramics of new fraction - Google Patents

Method for producing oxide-silicon carbide cutting ceramics of new fraction Download PDF

Info

Publication number
RU2748537C1
RU2748537C1 RU2020131297A RU2020131297A RU2748537C1 RU 2748537 C1 RU2748537 C1 RU 2748537C1 RU 2020131297 A RU2020131297 A RU 2020131297A RU 2020131297 A RU2020131297 A RU 2020131297A RU 2748537 C1 RU2748537 C1 RU 2748537C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
carbide
oxide
temperature
plates
Prior art date
Application number
RU2020131297A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Андреевич Рыжкин
Владимир Николаевич Пучкин
Илья Андреевич Туркин
Юлия Анатольевна Олейникова
Татьяна Владимировна Кащеева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ)
Priority to RU2020131297A priority Critical patent/RU2748537C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748537C1 publication Critical patent/RU2748537C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/16Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/16Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • B22F3/162Machining, working after consolidation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/148Composition of the cutting inserts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/12Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on oxides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: powder metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy, in particular to the manufacture of high-strength cutting plates from oxide-silicon carbide ceramics. It can be used to equip cutting tools for processing difficult-to-cut steels and materials on metalworking machines. Silicon dioxide is calcined at a temperature of 1650−1750°С, subjected to fine vibration grinding on a vibrating machine for 2.5-3.0 hours and dried. After drying, mix 60% silicon dioxide, 3% zirconium carbide, 30% titanium carbide, 5% tungsten carbide and 2% nitrogen in liquid until uniform distribution over the volume and the formation of a suspension, which, after introducing binders into it, is subjected to spray drying to obtain a mixture. A cutting plate is pressed from the mixture obtained, sintering is carried out at a temperature of 3900-3950°С and short-term annealing with an exposure of 10.0-15.0 minutes at a temperature of 1600-1650°С, and the sintered plate is machined to obtain a roughness of the edges equal to 0, 08-0.16 microns.
EFFECT: increased intergranular corrosion resistance, wear resistance, plasticity, impact strength and resistance of cutting inserts when processing difficult-to-machine steels.
1 cl

Description

Изобретение относится к изготовлению высокопрочных керамических пластин, для оснащения режущего инструмента для обработки труднообрабатываемых сталей и материалов на металлообрабатывающих станков.The invention relates to the manufacture of high-strength ceramic plates for equipping cutting tools for processing difficult-to-machine steels and materials on metalworking machines.

Известна и выпускается в РФ [ГОСТЫ на режущую керамику ВОК-60 ГОСТ 25003-81; ВОК-71 ГОСТ19043-80; Кроме ГОСТов Справочник под.ред. Жедь В.П. Режущие инструменты, оснащённые сверхтвёрдыми и керамическими материалами, и их применение: справочник / В.П. Жедь [и др.]. - Москва; Машиностроение, 1987. - 319 с.]Known and produced in the Russian Federation [GOSTs for cutting ceramics VOK-60 GOST 25003-81; VOK-71 GOST19043-80; In addition to GOSTs, Handbook, ed. Zhed V.P. Cutting tools equipped with superhard and ceramic materials and their use: a reference book / V.P. Zhezh [and others]. - Moscow; Mechanical engineering, 1987. - 319 p.]

Известен способ получения керамической пластины для режущего инструмента [Патент RU №2699434, МПК C22C 29/12, B22F 3/16, B23B 27/14, опубл. 05.09.2019], включающий прокаливание глинозема, содержащего α-А12О3 и γ-А12О3, его виброизмельчение, обогащение, сушку с получением оксида алюминия модификации α-Al2O3, его смешивание с оксидом кремния, карбидом титана, карбидом вольфрама, карбидом бора, оксидом хрома, никелем, молибденом, ниобием и кобальтом, пластификацию и горячее прессование с получением отпрессованной пластины, спекание, отжиг с выдержкой в течение 5-10 минут в области температурного максимума и ее механическую обработку. Обеспечивается улучшение физико-механических характеристик керамической пластины для режущего инструмента.A known method of producing a ceramic plate for cutting tools [Patent RU No. 2699434, IPC C22C 29/12, B22F 3/16, B23B 27/14, publ. 09/05/2019], including the calcination of alumina containing α-A1 2 O 3 and γ-A1 2 O 3 , its vibration grinding, enrichment, drying to obtain aluminum oxide modification α-Al 2 O 3 , its mixing with silicon oxide, titanium carbide , tungsten carbide, boron carbide, chromium oxide, nickel, molybdenum, niobium and cobalt, plasticization and hot pressing to obtain a pressed plate, sintering, annealing with exposure for 5-10 minutes in the temperature maximum and its mechanical processing. Improvement of the physical and mechanical characteristics of the ceramic insert for the cutting tool is provided.

Известен способ получения керамической пластины для режущего инструмента [Патент RU №2679264, МПК B23B 27/14, B22F 3/15, C22C 29/12, опубл. 06.02.2019], включающий прокаливание глинозема, его виброизмельчение, обогащение, сушку с получением оксида алюминия модификации α-Al2O3. Полученный оксид алюминия смешивают с легирующими компонентами при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 58-60, карбид титана 30-32, оксид хрома 5-7, никель 2-3, молибден 1-2. Далее осуществляют пластификацию и горячее прессование с получением отпрессованной пластины, спекание и отжиг с выдержкой 5-10 мин в области температурного максимума полученной пластины и ее механическую обработку. Изобретение обеспечивает повышение стойкости полученных керамических пластин при обработке труднообрабатываемых материалов до 35-40 мин, твердость и прочность при изгибе до 990 МПа.A known method of producing a ceramic plate for cutting tools [Patent RU No. 2679264, IPC B23B 27/14, B22F 3/15, C22C 29/12, publ. 02/06/2019], including the calcination of alumina, its vibration grinding, beneficiation, drying to obtain alumina modification α-Al 2 O 3 . The obtained aluminum oxide is mixed with alloying components at the following ratio of components, wt%: aluminum oxide 58-60, titanium carbide 30-32, chromium oxide 5-7, nickel 2-3, molybdenum 1-2. Further, plasticization and hot pressing are carried out to obtain a pressed plate, sintering and annealing with a holding time of 5-10 minutes in the region of the temperature maximum of the obtained plate and its mechanical processing. The invention provides an increase in the resistance of the obtained ceramic plates when processing difficult-to-machine materials up to 35-40 minutes, the hardness and strength in bending up to 990 MPa.

Кроме того, справочная литература:In addition, reference books:

Меськин В.С, Основы легирования стали Изд. второе, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1964. - 684 с.Mes'kin V.S., Fundamentals of steel alloying, Ed. second, revised and add. Moscow: Metallurgy, 1964 .-- 684 p.

Пучкин В.Н., Корниенко В.Г., Литвинов А.Е. Схиртладзе А.Г. Физико-химическое исследование режущей керамики при механической обработке труднообрабатываемых сталей на станках с ЧПУ (методология). Монография Изд. ФГБОУ ВО «КубГТУ», г. Краснодар. 2016. Оксидно-карбидная марок ВОК-60, ВОК-63, ВОК-73 (смешанная, «металлическая», «черная») керамика, состоящая из оксида А12О3 (до 60%), TiC (до 20 - 40%), ZrО2 (до 20 - 40%) и других карбидов тугоплавких металлов с некоторыми легирующими добавками. Пластины из оксидно-карбидной керамики получают горячим прессованием в графитовых пресс-формах. Процесс более трудоемок, чем процесс получения оксидной керамики. Пластины применяют для обработки ковких, отбеленных чугунов, термоулучшенных, цементуемых и закаленных на твердость HRC 30 - 65 сталей.Puchkin V.N., Kornienko V.G., Litvinov A.E. Skhirtladze A.G. Physicochemical study of cutting ceramics during machining of difficult-to-machine steels on CNC machines (methodology). Monograph Ed. FSBEI HE "KubSTU", Krasnodar. 2016. Oxide-carbide grades VOK-60, VOK-63, VOK-73 (mixed, "metallic", "black") ceramics, consisting of oxide A1 2 O 3 (up to 60%), TiC (up to 20 - 40% ), ZrO 2 (up to 20 - 40%) and other carbides of refractory metals with some alloying additions. Oxide-carbide ceramic plates are produced by hot pressing in graphite molds. The process is more laborious than the process of producing oxide ceramics. Plates are used for machining malleable, bleached cast irons, heat-treated, case-hardened and hardened steels with a hardness of HRC 30 - 65.

В качестве основного исходного сырья используют порошок оксида алюминия Al2O3 (до 60%), TiC (до 20 - 40%), ZrО2 (до 20 - 40%) и других карбидов тугоплавких металлов с некоторыми легирующими добавками. Пластины из оксидно-карбидной керамики получают горячим прессованием в графитовых пресс-формах. Процесс более трудоемок, чем процесс получения оксидной керамики. Пластины применяют для обработки ковких, отбеленных чугунов, термоулучшенных, цементуемых и закаленных на твердость HRC 30…65 сталей.As the main raw material, aluminum oxide powder Al 2 O 3 (up to 60%), TiC (up to 20 - 40%), ZrO 2 (up to 20 - 40%) and other carbides of refractory metals with some alloying additions are used. Oxide-carbide ceramic plates are produced by hot pressing in graphite molds. The process is more laborious than the process of producing oxide ceramics. Plates are used for machining malleable, bleached cast irons, heat-treated, case-hardened and hardened steels with a hardness of HRC 30 ... 65.

Изготовление пластин начинают с размола компонентов смеси и приготовления шихты. Затем выполняют смешивание компонентов, мокрый размол приготовленной шихты, сушку, дозирование и горячее прессование. Закончив прессование, разбирают пресс-форму, вынимают спрессованные заготовки и передают их на механическую обработку.The manufacture of plates begins with grinding the components of the mixture and preparing the charge. Then the components are mixed, the prepared mixture is wet milled, dried, dosing and hot pressing. Having finished pressing, the mold is disassembled, the pressed blanks are taken out and transferred to mechanical processing.

Качество и стабильность режущих пластин в значительной степени определяются следующими факторами: содержанием карбида титана и оксида алюминия в исходной шихте, временем размола смеси, температурой и временем выдержки при горячем прессовании, давлением прессования.The quality and stability of cutting inserts is largely determined by the following factors: the content of titanium carbide and aluminum oxide in the initial charge, the grinding time of the mixture, the temperature and holding time during hot pressing, and the pressing pressure.

Твёрдость пластин в стадии поставки HRA 92-94.The hardness of the plates at the time of delivery is HRA 92-94.

Стойкость пластин в стадии поставки при резании труднообрабатываемых и жаропрочных сталей марок 12Х18Н10Т, 14Х17Н2 и др. - 60 мин.The durability of plates at the stage of delivery when cutting difficult-to-machine and heat-resistant steels of 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, etc. - 60 min.

Механические свойства пластин в стадии поставки: напряжение изгиба = 600 МПа; плотность 4,2 г/см3; размер зерна 2…3 мкм; твёрдость HRA 94.Mechanical properties of plates at the stage of delivery: bending stress = 600 MPa; density 4.2 g / cm 3 ; grain size 2 ... 3 microns; hardness HRA 94.

Недостатками оксидно-карбидной режущей керамики (РК) на основе оксида алюминия являются хрупкость, низкая износостойкость и корозионностойкость, температуростойкость, и стойкость при обработке труднообрабатываемых сталей и материалов.The disadvantages of oxide-carbide cutting ceramics (RC) based on aluminum oxide are fragility, low wear resistance and corrosion resistance, temperature resistance, and resistance when processing difficult-to-machine steels and materials.

Наиболее близким по технической характеристике прототипом предлагаемой ОКРК-60 являются пластины из оксидно-карбидной режущей керамики марок ВОК-60, ВОК-63 и др., выпускаемых нашей отечественной промышленностью ВОК-60 ГОСТ 25003-81 [http://docs.cntd.ru/document/1200009570]; ВОК-71 ГОСТ19043-80 [http://docs.cntd.ru/document/1200009409].The closest in technical characteristics to the prototype of the proposed OKRK-60 are plates made of oxide-carbide cutting ceramics brands VOK-60, VOK-63, etc., produced by our domestic industry VOK-60 GOST 25003-81 [http: //docs.cntd. ru / document / 1200009570]; VOK-71 GOST19043-80 [http://docs.cntd.ru/document/1200009409].

Оксидно-карбидная (смешанная, «металлическая», «черная») керамика, состоящая из оксида А12О3 (до 60%), TiC (до 20 - 40%), ZrО2 (до 20 - 40%) и других карбидов тугоплавких металлов с некоторыми легирующими добавками. Пластины из оксидно-карбидной керамики получают горячим прессованием в графитовых пресс-формах. Процесс более трудоемок, чем процесс получения оксидной керамики. Пластины применяют для обработки ковких, отбеленных чугунов, термоулучшенных, цементуемых и закаленных на твердость HRC 30 - 65 сталей. Oxide-carbide (mixed, "metallic", "black") ceramics, consisting of oxide A1 2 O 3 (up to 60%), TiC (up to 20 - 40%), ZrO 2 (up to 20 - 40%) and other carbides refractory metals with some alloying additions. Oxide-carbide ceramic plates are produced by hot pressing in graphite molds. The process is more laborious than the process of producing oxide ceramics. Plates are used for machining malleable, bleached cast irons, heat-treated, case-hardened and hardened steels with a hardness of HRC 30 - 65.

Наиболее известными марками керамики этой группы являются отечественная ВОК-60 и зарубежные SHT-1, SH-1, SH-20 («Фельдмюлле»), НС-2 («Ниппон Техникал Керамик»), НРС-А2 («Тошиба Тунгалой»), СС650 («Сандвик Коромант», Швеция) и др.The most famous brands of ceramics of this group are domestic VOK-60 and foreign SHT-1, SH-1, SH-20 ("Feldmülle"), NS-2 ("Nippon Technical Ceramic"), NRS-A2 ("Toshiba Tungaloy") , CC650 (Sandvik Koromant, Sweden), etc.

Недостатками оксидно-карбидной РК на основе оксида алюминия являются: хрупкость, низкая износостойкость и корозионностойкость, температуростойкость, и стойкость при обработке труднообрабатываемых сталей и материалов. The disadvantages of oxide-carbide RK based on aluminum oxide are: fragility, low wear resistance and corrosion resistance, temperature resistance, and resistance when processing difficult-to-machine steels and materials.

Изготовление пластин из режущей керамики на основе оксида алюминия не требует применения дефицитных материалов, а также уникального или нестандартного технологического оборудования. The production of inserts from cutting ceramics based on aluminum oxide does not require the use of scarce materials, as well as unique or non-standard technological equipment.

В качестве основного исходного сырья используют порошок оксида алюминия Al2O3 (до 60%), TiC (до 20 - 40%), ZrО2 (до 20 - 40%) и других карбидов тугоплавких металлов с некоторыми легирующими добавками. Пластины из оксидно-карбидной керамики получают горячим прессованием в графитовых пресс-формах. Процесс более трудоемок, чем процесс получения оксидной керамики. Пластины применяют для обработки ковких, отбеленных чугунов, термоулучшенных, цементуемых и закаленных на твердость HRC 30 - 65 сталей.As the main raw material, aluminum oxide powder Al 2 O 3 (up to 60%), TiC (up to 20 - 40%), ZrO 2 (up to 20 - 40%) and other carbides of refractory metals with some alloying additions are used. Oxide-carbide ceramic plates are produced by hot pressing in graphite molds. The process is more laborious than the process of producing oxide ceramics. Plates are used for machining malleable, bleached cast irons, heat-treated, case-hardened and hardened steels with a hardness of HRC 30 - 65.

Техническим результатом изобретения является:The technical result of the invention is:

- повышение межкристаллитной коррозионностойкости, температурной износостойкости, пластичности, ударной вязкости и работоспособности пластин из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики ОКРК-60;- increase in intergranular corrosion resistance, temperature wear resistance, plasticity, impact strength and performance of plates made of oxide-silicon carbide cutting ceramics OKRK-60;

- повышения предела текучести во время горячего прессования и спекания пластин;- increasing the yield point during hot pressing and sintering of plates;

- увеличения прочности и твердости пластин; - increasing the strength and hardness of the plates;

- улучшения физико-химических свойств физических: - пластичности, ударной вязкости, прочности, плотность; средний диаметр зерен, химических: с введением в основную фракцию SiO2 ≥ 60%, следующих химических соединений - ZrC3%; TiC ≥ 30%; WC ≥ 5%; N ≥ 2%, которые способствуют образованию упрочняющих фаз, растворению аустенита повышают твёрдость и устойчивость против отпуска, жаропрочность и коррозионную стойкость, а также облегчающих спекание и тормозящих рост зерен до 60% Si оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики нового химического состава ОКРК-60;- improvement of physical and chemical properties of physical: - plasticity, impact strength, strength, density; average grain diameter, chemical: with the introduction of SiO 2 ≥ 60% into the main fraction, the following chemical compounds - ZrC 3%; TiC ≥ 30%; WC ≥ 5%; N ≥ 2%, which contribute to the formation of hardening phases, dissolution of austenite, increase the hardness and resistance to tempering, high temperature strength and corrosion resistance, as well as facilitate sintering and inhibit the growth of grains up to 60% Si oxide-silicon carbide cutting ceramics of the new chemical composition OKRK-60;

- увеличения стойкости пластин из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики нового химического состава ОКРК-60, при резании труднообрабатываемых, жаропрочных, аустенитных сталей 12Х18Н10Т, 40Х13, 14Х17Н2 и др.;- increasing the durability of plates made of oxide-silicon carbide cutting ceramics of a new chemical composition OKRK-60, when cutting difficult-to-machine, heat-resistant, austenitic steels 12X18H10T, 40X13, 14X17H2, etc .;

- установление температурных режимов резания при обработки труднообрабатываемых аустенитных сталей 12Х18Н10Т, 40Х13, 14Х17Н2 и др., а также термодинамических закономерностей и режимов этого процесса, что увеличивает температурный интервал в зоне резания инструмент-заготовка до 600°С при резании труднообрабатываемых сталей и материалов в результате чего сохраняются режущие свойства режущего инструмента, оснащённого пластинами из режущей керамики новой фракции и сохранность самой пластины при установленных температурах резания;- establishment of temperature regimes for cutting when machining difficult-to-machine austenitic steels 12X18H10T, 40X13, 14X17H2, etc., as well as thermodynamic laws and modes of this process, which increases the temperature interval in the cutting zone of the tool-workpiece to 600 ° C when cutting difficult-to-machine steels and materials as a result how the cutting properties of the cutting tool equipped with plates of cutting ceramics of a new fraction and the safety of the plate itself at the set cutting temperatures are preserved;

- определение рациональных режимов резания, при которых износостойкость режущего инструмента, оснащённого пластинами из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики нового химического состава ОКРК-60, при обработке труднообрабатываемых, жаропрочных, аустенитных сталей с использованием новой СОТС с присадками по патенту КубГТУ № 2101333 со следующим массовым составом: муравьиная кислота 12…13%; малеиновая кислота 8…9%; фумаровая кислота 7…8%; янтарная кислота 8…9%; фураноны 35…36%, остальное - вода, будет максимальна.- determination of rational cutting conditions, in which the wear resistance of the cutting tool equipped with plates of oxide-silicon carbide cutting ceramics of a new chemical composition OKRK-60, when processing difficult-to-machine, heat-resistant, austenitic steels using new cutting fluids with additives according to the KubGTU patent No. 2101333 with the following mass composition: formic acid 12 ... 13%; maleic acid 8 ... 9%; fumaric acid 7 ... 8%; succinic acid 8 ... 9%; furanones 35 ... 36%, the rest - water, will be maximum.

Рациональными режимами резания при обработке труднообрабатываемых, жаропрочных, аустенитных сталей приняты в результате испытаний скорость V = 97…110 м/мин; подача S = 0,07…0,097 мм/об; глубина резания t = 0,1…0,5 мм. При установленных рациональных режимах резания стойкость режущего инструмента, оснащённого пластинами из режущей керамики новой фракции, максимальна и достигает до Т = 180 мин.Rational cutting conditions when processing hard-to-machine, heat-resistant, austenitic steels were taken as a result of testing the speed V = 97 ... 110 m / min; feed S = 0.07 ... 0.097 mm / rev; cutting depth t = 0.1 ... 0.5 mm. With the established rational cutting conditions, the durability of the cutting tool equipped with plates of cutting ceramics of a new fraction is maximum and reaches up to T = 180 min.

Технический результат достигается за счет того, что по способу изготовления оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики новой фракции добавляют при помощи дозатора и аналитических весов в основную фракцию диоксида кремния химические соединения ZrC; TiC; WC и в жидком состоянии азот, тщательно смешивают до равномерного распределения массы по всему объему и образования водной суспензии, которую после введения связующих веществ подвергают распылительной сушке, затем технологический процесс приготовления прерывается, и у полученной массы контролируются химическая чистота, обрабатываемость, плотность, средний диаметр зерен, который должен соответствовать среднему арифметическому значению, не превышающему 1,5 мкм, далее прессуют режущие пластины с последующем горячем спеканием, дополнительно оксид кремния прокаливается до температуры 1700-1750°С и подвергается тонкому виброизмельчению на виброустановке в течение 2,5-3,0 ч, полученную массу обогащают и сушат, смешивают полученные массы, производят пластификацию и горячее прессование пластин из полученной смеси, производят контроль плотности спекания пластин и зернистости пластин, в заключение производят механическую обработку пластин с получением шероховатости граней Ra = 0,08-0,16 мкм, причем спекают отпрессованные пластины при температуре 3900-3950°С и кратковременном режиме отжига с выдержкой от 10,0-15,0 мин при температуре = 1600-1650°С, а процентное соотношение химического соединения следующее:The technical result is achieved due to the fact that according to the method of manufacturing oxide-silicon carbide cutting ceramics of a new fraction, chemical compounds ZrC are added to the main fraction of silicon dioxide using a dispenser and an analytical balance; TiC; WC and nitrogen in a liquid state are thoroughly mixed until the mass is evenly distributed throughout the volume and an aqueous suspension is formed, which, after the introduction of binders, is spray-dried, then the technological process of preparation is interrupted, and the resulting mass is monitored for chemical purity, workability, density, average diameter grains, which must correspond to the arithmetic mean value not exceeding 1.5 microns, then the cutting plates are pressed, followed by hot sintering, additionally silicon oxide is calcined to a temperature of 1700-1750 ° C and is subjected to fine vibration grinding on a vibrating unit for 2.5-3, 0 h, the resulting mass is enriched and dried, the resulting masses are mixed, the plates are plasticized and hot pressed from the resulting mixture, the density of sintering of the plates and the grain size of the plates are monitored, in conclusion, the plates are machined to obtain the roughness of the edges Ra = 0.08-0, 16 μm, with The pressed plates are sintered at a temperature of 3900-3950 ° C and a short-term annealing mode with an exposure of 10.0-15.0 min at a temperature of = 1600-1650 ° C, and the percentage of the chemical compound is as follows:

оксид кремния ≥ 60%,silicon oxide ≥ 60%,

карбид циркония ≥ 3%, zirconium carbide ≥ 3%,

карбид титана ≥ 30%,titanium carbide ≥ 30%,

карбид вольфрама ≥ 5%,tungsten carbide ≥ 5%,

азот ≥ 2%.nitrogen ≥ 2%.

Приведем характеристики химических компонентов.Here are the characteristics of the chemical components.

SiO2 ≥ 60%; (оксид кремния) - молекулярная масса М = 60,08; Б/ц, плотность ρ = 2,32 Г/см2; температура плавления tпл =1730°С; температура фазового перемещения α→β, 242°С, стандартная молярная теплоёмкость С0р=44,18 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтропия S0 = 42,7 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтальпия образования

Figure 00000001
– 908,3 кДж × моль-1, стандартная молярная энергия Гиббса образования
Figure 00000002
= -854,2 кДж × моль-1, молярная энтальпия плавления
Figure 00000003
кДж × моль-1 не растворяется в Н2О (в воде).SiO 2 ≥ 60%; (silicon oxide) - molecular weight M = 60.08; B / c, density ρ = 2.32 g / cm 2 ; melting temperature t pl = 1730 ° C; phase displacement temperature α → β , 242 ° С, standard molar heat capacity С0 p = 44.18 J × mol -1 × K -1 , standard molar entropy S0 = 42.7 J × mol -1 × K -1 , standard molar enthalpy of formation
Figure 00000001
- 908.3 kJ × mol -1 , standard Gibbs molar energy of formation
Figure 00000002
= -854.2 kJ × mol -1 , molar enthalpy of melting
Figure 00000003
kJ × mol -1 does not dissolve in H 2 O (in water).

ZrC 3%; (карбид циркония) - молекулярная масса М = 103,23; цвет тёмно-серый блестящий, плотность ρ = 6,7 Г/см2; температура плавления tпл ≈3500°С; температура кипения tкип ≈ 5100°С, стандартная молярная теплоёмкость С0р=37,90 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтропия S0 = 33,3 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтальпия образования

Figure 00000001
– 206,7 кДж × моль-1, стандартная молярная энергия Гиббса образования
Figure 00000002
= -197,4 кДж
Figure 00000004
моль-1, не растворяется в Н2О (в воде).ZrC 3%; (zirconium carbide) - molecular weight M = 103.23; dark gray, shiny color, density ρ = 6.7 g / cm 2 ; melting temperature tmelt ≈3500 ° С; boiling point tboil ≈ 5100 ° С, standard molar heat capacity С0 p = 37.90 J × mol -1 × K -1 , standard molar entropy S0 = 33.3 J × mol -1 × K -1 , standard molar enthalpy of formation
Figure 00000001
- 206.7 kJ × mol -1 , standard Gibbs molar energy of formation
Figure 00000002
= -197.4 kJ
Figure 00000004
mol -1 , does not dissolve in H 2 O (in water).

TiC ≥ 30% (карбид титана) – молекулярная масса М = 59,91; цвет серый, плотность ρ = 4,92 Г/см2; температура плавления tпл ≈ 3140°С; температура кипения tкип ≈ 4300°С, стандартная молярная теплоёмкость С0р=34,30 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтропия S0 = 24,7 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтальпия образования

Figure 00000001
– 209 кДж × моль-1, стандартная молярная энергия Гиббса образования
Figure 00000002
= -205,7 кДж × моль-1, не растворяется в Н2О (в воде) и в кислотах HCl. H2SO4, реагирует с HNO3 + HF, расплавляется щёлочью.TiC ≥ 30% (titanium carbide) - molecular weight M = 59.91; gray color, density ρ = 4.92 g / cm 2 ; melting temperature tmelt ≈ 3140 ° С; boiling point tboil ≈ 4300 ° С, standard molar heat capacity С0 р = 34.30 J × mol-1 × K -1 , standard molar entropy S0 = 24.7 J × mol-1 × K -1 , standard molar enthalpy of formation
Figure 00000001
- 209 kJ × mol -1 , standard Gibbs molar energy of formation
Figure 00000002
= -205.7 kJ × mol -1 , does not dissolve in H 2 O (in water) and in HCl acids. H 2 SO 4 , reacts with HNO 3 + HF, melted with alkali.

WC ≥ 5% (карбид вольфрама) – молекулярная масса М = 195,86; цвет серо-синий, плотность ρ = 15,7 Г/см2; температура плавления tпл = 2600°С; стандартная молярная теплоёмкость С0р=35,10 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтропия S0 = 35 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтальпия образования

Figure 00000001
– 41 кДж × моль-1, стандартная молярная энергия Гиббса образования
Figure 00000002
= -39,5 кДж × моль-1, не растворяется в Н2О (в воде). WC ≥ 5% (tungsten carbide) - molecular weight M = 195.86; gray-blue color, density ρ = 15.7 g / cm 2 ; melting point tmelt = 2600 ° C; standard molar heat capacity С0р = 35.10 J × mol -1 × K -1 , standard molar entropy S0 = 35 J × mol -1 × K -1 , standard molar enthalpy of formation
Figure 00000001
- 41 kJ × mol -1 , standard Gibbs molar energy of formation
Figure 00000002
= -39.5 kJ × mol -1 , does not dissolve in H 2 O (in water).

N ≥ 2%; – азот, молекулярная масса М = 28,01 г/л; бесцвет. газ или жидкий, плотность ρ = 1,2506 Г/см2; жидкий р = 0,808-196 Г/л, температура плавления tпл = -210°С; температура кипения tкип = - 195,8°С, критическая температура tкр = -149,90°С, критическое давление ркр = 3,906 МПа для газа, ркр = 0,304 МПа для жидкого, стандартная молярная теплоёмкость С0р=29,10 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтропия S0 = 199,9 Дж × моль-1 × K-1, стандартная молярная энтальпия образования

Figure 00000001
0 кДж × моль-1, стандартная молярная энергия Гиббса образования
Figure 00000002
= 0 кДж × моль-1, молярная энтальпия испарения
Figure 00000005
5,59 кДж × моль-1, показатель преломления n = 1,00052825.N ≥ 2%; - nitrogen, molecular weight M = 28.01 g / l; colorless. gas or liquid, density ρ = 1.2506 G / cm 2 ; liquid p = 0.808-196 G / l, melting point tmelt = -210 ° C; boiling point tboil = - 195.8 ° С, critical temperature tcr = -149.90 ° С, critical pressure ркр = 3.906 MPa for gas, ркр = 0.304 MPa for liquid, standard molar heat capacity С0р = 29.10 J × mol - 1 × K -1 , standard molar entropy S0 = 199.9 J × mol -1 × K -1 , standard molar enthalpy of formation
Figure 00000001
0 kJ × mol -1 , standard Gibbs molar energy of formation
Figure 00000002
= 0 kJ × mol -1 , molar enthalpy of vaporization
Figure 00000005
5.59 kJ × mol -1 , refractive index n = 1.00052825.

Исп. литер.: В.А. Рабинович, З.Я. Хавин. Краткий химический справочник. Изд. 3-е, Перераб. и доп. Под общей редакцией д.х.н. А.А. Потехинаи к.т.н. А.И. Ефимова. Ленинград «Химия» Ленинградское отделение 1991г. - 432 с.Isp. letter: V.A. Rabinovich, Z. Ya. Havin. A short chemical reference book. Ed. 3rd, Revised and add. Under the general editorship of Doctor of Chemical Sciences A.A. Potekhinai Ph.D. A.I. Efimova. Leningrad "Chemistry" Leningrad branch 1991. - 432 p.

Рассмотрим пример изготовления пластин.Let's consider an example of making plates.

Изготовление пластин из оксидно-кремниевой режущей керамики нового химического состава марки ОКРК-60, для оснащения режущего инструмента состоит из следующих методов и операций:The production of plates from oxide-silicon cutting ceramics of a new chemical composition grade OKRK-60 for equipping the cutting tool consists of the following methods and operations:

Сырье для изготовления пластин из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики нового химического состава марки ОКРК-60 подвергается испытаниям по следующей технологии, по которой определяется:Raw materials for the manufacture of plates from oxide-silicon carbide cutting ceramics of a new chemical composition grade OKRK-60 are tested according to the following technology, which determines:

- химическая чистота (загрязнение глинозема соединениями Na2О, СаО недопустимо);- chemical purity (contamination of alumina with compounds Na 2 O, CaO is unacceptable);

- влажность;- humidity;

- площадь поверхности зерен, которая характеризует активность материала при спекании и позволяет оценивать предполагаемую зернистость;- the surface area of the grains, which characterizes the activity of the material during sintering and allows the estimated grain size to be estimated;

- прессуемость (определяется условиями переработки глинозема);- compressibility (determined by the conditions for processing alumina);

- контроль плотности спекания пластин;- control of the sintering density of the plates;

- контроль зернистости пластин.- control of the grain size of the plates.

Далее осуществляют приготовление шихты.Next, the charge is prepared.

При помощи дозатора и аналитических весов добавляем в основную фракцию SiO2 60%, в процентном содержании небольшие количества химических соединений WC 5%, ZrC 3%; TiC 30% и азота N 2%; которые способствуют образованию упрочняющих фаз, повышают твёрдость и устойчивость против отпуска, жаропрочность и коррозионную стойкость, ударную вязкость, пластичность пластин, а также облегчающих спекание и тормозящих рост зерен. При тщательном смешивании данной «массы» в смесителе эти добавки равномерно распределяются по всему объему; получается водная суспензия, которую после введения связующих веществ подвергают распылительной сушке. Затем технологический процесс приготовления прерывается, и у полученной массы контролируется: химическая чистота; обрабатываемость; плотность; средний диаметр зерен, который должен соответствовать среднему арифметическому значению, не превышающему 1,5 мкм.We add SiO to the main fraction using a batcher and an analytical balance2 60%, in percentage content small amounts of chemical compounds WC 5%, ZrC 3%; TiC 30% and nitrogen N 2%; which contribute to the formation of strengthening phases, increase the hardness and resistance to tempering, heat resistance and corrosion resistance, impact strength, plasticity of plates, as well as facilitating sintering and inhibiting grain growth. When this "mass" is thoroughly mixed in a mixer, these additives are evenly distributed throughout the volume; an aqueous suspension is obtained, which, after the addition of binders, is subjected to spray drying. Then the technological process of preparation is interrupted, and the resulting mass is controlled: chemical purity; workability; density; the average diameter of the grains, which must correspond to the arithmetic mean value not exceeding 1.5 microns.

После контроля при положительных результатах можно приступать к прессованию режущих пластин и последующему горячему спеканию.After control, with positive results, you can proceed to pressing the cutting inserts and subsequent hot sintering.

Оксид кремния SiO2 прокаливается до 1650-1750°С и подвергается тонкому виброизмельчению на виброустановке в течение 2,5-3,0 ч до получения частиц размером 0,8…1,5 мкм (до 90…95 % в основной массе) при максимальном размере частиц 2 мкм. Полученная масса обогащается и сушится. Silicon oxide SiO 2 is calcined up to 1650-1750 ° C and is subjected to fine vibration grinding on a vibrating unit for 2.5-3.0 hours to obtain particles with a size of 0.8 ... 1.5 microns (up to 90 ... 95% in the bulk) at the maximum particle size is 2 microns. The resulting mass is enriched and dried.

Если выйти за пределы указанных рациональных температур 1650-1750°С, будет происходить изменение кристаллической структуры пластин произойдёт рост зерен в сплаве, что приведёт при испытаниях к сколу пластин, к трещинам и к хрупкости пластин и затуплении, при резании труднообрабатываемых сталей, а также налипание расплавленного металла на обрабатываемую деталь, что ухудшает качество и точность обрабатываемой детали. При этом понижается стойкость режущего инструмента, оснащённого пластинами из режущей керамики новой фракции ОКРК-60.If we go beyond the specified rational temperatures of 1650-1750 ° C, there will be a change in the crystal structure of the plates, the growth of grains in the alloy will occur, which will lead during testing to plate chipping, cracks and plate brittleness and dullness, when cutting difficult-to-machine steels, as well as sticking molten metal onto the work piece, which degrades the quality and accuracy of the work piece. At the same time, the durability of the cutting tool equipped with plates made of cutting ceramics of the new OKRK-60 fraction decreases.

В основную массу сухого порошка из оксида-кремния (SiO2 ≥ 60%) вводим химические соединения в следующей пропорции WC ≥ 5%, ZrC 3%; TiC ≥ 30% и азота N ≥ 2%. Затем производится пластификация и горячее прессование пластин, из полученной смеси.In the bulk of the dry powder of silicon oxide (SiO 2 ≥ 60%), we introduce chemical compounds in the following proportion: WC ≥ 5%, ZrC 3%; TiC ≥ 30% and nitrogen N ≥ 2%. Then the plates are plasticized and hot pressed from the resulting mixture.

Спекаются отпрессованные пластины из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60, при температуре 3850-3900°С и кратковременном режиме отжига с выдержкой от 10,0-15,0 мин при температуре 1600-1650°С.Pressed plates are sintered from oxide-silicon carbide cutting ceramics grade OKRK-60, at a temperature of 3850-3900 ° C and a short-term annealing mode with an exposure of 10.0-15.0 min at a temperature of 1600-1650 ° C.

Вследствие того, что указанные температуры плавления и кипения высокие химических соединений (карбидов) в растворе, применены рациональные температурные режимы при прессовании и спекании пластинDue to the fact that the indicated melting and boiling points are high of chemical compounds (carbides) in solution, rational temperature conditions were applied when pressing and sintering plates

Производится контроль плотности спекания пластин и контроль зернистости пластин.The sintering density of the plates and the control of the grain size of the plates are monitored.

В заключение производится механическая обработка пластин с получением шероховатости граней Ra = 0,08-0,16 мкм.In conclusion, the plates are machined to obtain the roughness of the edges Ra = 0.08-0.16 microns.

В результате разработки и изготовления пластин повышенной прочности из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики нового химического состава, для оснащения режущего инструмента достигается следующий результат:As a result of the development and manufacture of high-strength inserts from oxide-silicon carbide cutting ceramics of a new chemical composition, the following result is achieved for equipping the cutting tool:

- повышена межкристаллитная коррозионностойкость, температурная износостойкость, пластичность, ударная вязкость и работоспособность пластин из оксидно-кремниевой режущей керамики ОКРК-60 в 2,5 раза;- increased intergranular corrosion resistance, temperature wear resistance, plasticity, impact toughness and serviceability of plates made of oxide-silicon cutting ceramics OKRK-60 by 2.5 times;

- повышается предел текучести в 1,21 раза и увеличивает прочность и твердость пластин в 1,05 раза; - the yield point increases by 1.21 times and the strength and hardness of the plates by 1.05 times;

- улучшены физико-химические свойства оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60 нового химического состава по сравнению с оксидно-карбидной РК марки ВОК-60, выпускаемой нашей отечественной промышленностью и зарубежной;- improved physical and chemical properties of oxide-silicon carbide cutting ceramics grade OKRK-60 of a new chemical composition in comparison with oxide-carbide RK grade VOK-60, produced by our domestic and foreign industry;

- увеличена стойкость оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60 нового химического состава, при резании труднообрабатываемых сталей 12Х18Н10Т, 40Х13, 14Х17Н2 и др., до 150 мин по сравнению с оксидно-карбидной РК марки ВОК-60, выпускаемой нашей отечественной промышленностью, которая составляет 25-30 мин, в зависимости от режимов резания;- the resistance of oxide-silicon carbide cutting ceramics grade OKRK-60 of a new chemical composition has been increased, when cutting difficult-to-machine steels 12X18H10T, 40X13, 14X17H2, etc., up to 150 min compared to oxide-carbide RK grade VOK-60, produced by our domestic industry, which is 25-30 minutes, depending on the cutting conditions;

- установлены температурные режимы резания при обработке труднообрабатываемых сталей 12Х18Н10Т, 40Х13, 14Х17Н2 и др., а также термодинамические закономерности и режимы этого процесса; расширен интервал температур резания в зоне резания при обработки труднообрабатываемых сталей «заготовка-инструмент» до 600°С, при которой сохраняется режущие свойства инструмента, оснащённого пластинами из режущей керамики новой фракции, при этом не ухудшается качество и точность обрабатываемой детали и не происходит затупления режущего инструмента;- the temperature regimes of cutting in the processing of difficult-to-machine steels 12X18H10T, 40X13, 14X17H2, etc., as well as thermodynamic laws and modes of this process have been established; the cutting temperature range has been expanded in the cutting zone when processing hard-to-machine "workpiece-tool" steels up to 600 ° C, at which the cutting properties of the tool equipped with cutting ceramics of a new fraction are preserved, while the quality and accuracy of the workpiece does not deteriorate and the cutting edge does not become dull tool;

- определены рациональные режимы резания, при которых износостойкость РИ, оснащённого пластинами из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60 нового химического состава, при обработки труднообрабатываемых, жаропрочных аустенитных сталей с использованием новой СОТС с присадками по патенту КубГТУ №2101333 со следующим массовым составом: муравьиная кислота 12…13%; малеиновая кислота 8…9%; фумаровая кислота 7…8%; янтарная кислота 8…9%; фураноны 35…36%, остальное - вода, будет максимальны. - rational cutting conditions have been determined, in which the wear resistance of the RI equipped with plates of oxide-silicon carbide cutting ceramics grade OKRK-60 of a new chemical composition, when processing difficult-to-machine, heat-resistant austenitic steels using a new cutting fluids with additives according to the KubGTU patent No. 2101333 with the following mass composition : formic acid 12 ... 13%; maleic acid 8 ... 9%; fumaric acid 7 ... 8%; succinic acid 8 ... 9%; furanones 35 ... 36%, the rest - water, will be maximum.

Для экспериментальной проверки заявляемых пластин из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60 нового химического состава были изготовлены стандартные образцы пластин габаритом 10×10×4,5 мм, для оснащения резцов.For experimental verification of the claimed plates made of oxide-silicon carbide cutting ceramics grade OKRK-60 of a new chemical composition, standard samples of plates with dimensions of 10 × 10 × 4.5 mm were made for equipping cutters.

Затем была произведена обработка валов из труднообрабатываемой стали марки 12Х18Н10Т ∅50 на длину 100мм резцами, оснащёнными пластинами из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60 и резцами, оснащёнными пластинами из оксидно-карбидной режущей керамики марки ВОК-60 на основе оксида алюминия.Then the shafts made of difficult-to-machine steel grade 12X18H10T ∅50 were machined to a length of 100 mm with cutters equipped with plates of oxide-silicon carbide cutting ceramics OKRK-60 and cutters equipped with plates of oxide-carbide cutting ceramics of grade VOK-60 based on aluminum oxide.

При этом стойкость резцов, оснащённых пластинами из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60, составляла 140…150 мин, а резцов, оснащённых пластинами из оксидно-карбидной режущей керамики марки ВОК-60 на основе оксида алюминия, составляла 30…37 мин. ТО стойкость резцов, оснащённых пластинами из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики марки ОКРК-60, была в 4,1 раза выше резцов, оснащённых пластинами из оксидно-карбидной режущей керамики марки ВОК-60 на основе оксида алюминия.In this case, the durability of cutters equipped with plates of oxide-silicon carbide cutting ceramics grade OKRK-60 was 140 ... 150 min, and cutters equipped with plates of oxide-carbide cutting ceramics grade VOK-60 based on aluminum oxide was 30 ... 37 min. ... THAT resistance of cutters equipped with plates of oxide-silicon carbide cutting ceramics OKRK-60 was 4.1 times higher than cutters equipped with plates of oxide-carbide cutting ceramics of VOK-60 grade based on aluminum oxide.

Данная разработка и изготовления пластин из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики ОКРК-60 нового химического состава SiO2 ≥ 60%, 2%, азота ZrC ≥ 3%; TiC ≥ 30%; WC ≥ 5%; для оснащения режущих инструментов внедрена на ООО «МАПП» (Общество с ограниченной ответственностью Механизация, автоматизация производственных процессов), при обработке валов из труднообрабатываемой стали 12Х18Н10Т. Применение пластин из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики ОКРК-60, при обработке валов повысило качество и точность обрабатываемых деталей, что удовлетворяет техническим и потребительским свойствам изделий. Повысилась производительность механической обработки валов, что дало экономию на предприятии ООО «МАПП» 294 тысяч руб. по сравнению с применением твёрдосплавного вольфрамосодержащего РИ. Также внедрены пластины из оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики ОКРК-60, для оснащения РИ, при обработке валов и шестерён из труднообрабатываемых аустенитных сталей 12Х18Н10Т, 14Х17Н2 и серого чугуна СЧ18 на Армавирском машиностроительном заводе» филиала Открытого акционерного общества «Новозыбковского машиностроительного завода» в г. Армавире 250 тысяч руб.This development and manufacture of plates from oxide-silicon carbide cutting ceramics OKRK-60 of a new chemical composition SiO 2 ≥ 60%, 2%, nitrogen ZrC ≥ 3%; TiC ≥ 30%; WC ≥ 5%; for equipping cutting tools it was introduced at LLC MAPP (Limited Liability Company Mechanization, automation of production processes), when processing shafts made of difficult-to-machine steel 12X18H10T. The use of plates from oxide-silicon carbide cutting ceramics OKRK-60 in the processing of shafts increased the quality and accuracy of the processed parts, which meets the technical and consumer properties of the products. The productivity of the shafts machining has increased, which saved 294 thousand rubles at the MAPP LLC. compared with the use of tungsten carbide RI. Also, plates from oxide-silicon carbide cutting ceramics OKRK-60 were introduced to equip RI, when processing shafts and gears made of difficult-to-cut austenitic steels 12X18H10T, 14X17H2 and gray cast iron SCH18 at the Armavir Machine-Building Plant of the branch of the Open Joint Stock Company "Novozybkovsk Machine Building Plant" Armavir 250 thousand rubles.

Claims (7)

Способ изготовления режущей пластины из оксидно-кремниевой карбидной керамики, характеризующийся тем, что диоксид кремния прокаливают при температуре 1650-1750°С, подвергают тонкому виброизмельчению на виброустановке в течение 2,5-3,0 ч и сушат, после сушки к диоксиду кремния добавляют карбид циркония, карбид титана, карбид вольфрама и азот в жидком состоянии при следующем соотношении:A method of manufacturing a cutting insert from oxide-silicon carbide ceramic, characterized in that silicon dioxide is calcined at a temperature of 1650-1750 ° C, subjected to fine vibration grinding on a vibrating unit for 2.5-3.0 hours and dried, after drying, silicon dioxide is added zirconium carbide, titanium carbide, tungsten carbide and liquid nitrogen in the following ratio: оксид кремния 60%,silicon oxide 60%, карбид циркония 3%,zirconium carbide 3%, карбид титана 30%,titanium carbide 30%, карбид вольфрама 5%,tungsten carbide 5%, азот 2%nitrogen 2% и осуществляют смешивание до равномерного распределения упомянутых добавок по объему и образования суспензии, которую после введения в нее связующих веществ подвергают распылительной сушке с получением смеси, затем из полученной смеси прессуют режущую пластину, проводят спекание при температуре 3900-3950°С и кратковременный отжиг с выдержкой 10,0-15,0 минут при температуре 1600-1650°С, и подвергают спеченную пластину механической обработке с получением шероховатости граней, равной 0,08-0,16 мкм. and mixing is carried out until the said additives are uniformly distributed over the volume and a suspension is formed, which, after the introduction of binders into it, is subjected to spray drying to obtain a mixture, then a cutting plate is pressed from the resulting mixture, sintering is carried out at a temperature of 3900-3950 ° C and short-term annealing with holding 10.0-15.0 minutes at a temperature of 1600-1650 ° C, and the sintered plate is machined to obtain a roughness of the edges equal to 0.08-0.16 microns.
RU2020131297A 2020-09-23 2020-09-23 Method for producing oxide-silicon carbide cutting ceramics of new fraction RU2748537C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131297A RU2748537C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Method for producing oxide-silicon carbide cutting ceramics of new fraction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131297A RU2748537C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Method for producing oxide-silicon carbide cutting ceramics of new fraction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748537C1 true RU2748537C1 (en) 2021-05-26

Family

ID=76034002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131297A RU2748537C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Method for producing oxide-silicon carbide cutting ceramics of new fraction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748537C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3977061A (en) * 1973-09-17 1976-08-31 Sandvik Aktiebolag Cutting insert and method of making the same
US4421528A (en) * 1982-05-20 1983-12-20 Gte Laboratories Incorporated Process for making a modified silicon aluminum oxynitride based composite cutting tool
US5538926A (en) * 1993-12-21 1996-07-23 Kabushiki Kaisha Seiko Sho Alumina based ceramic material and method of manufacturing the same
JP2007308731A (en) * 2006-05-16 2007-11-29 Nisshinbo Ind Inc Material for setter for sintering
RU2384650C2 (en) * 2007-05-08 2010-03-20 Белер Эдельшталь Гмбх Instrument with covering
RU2699434C1 (en) * 2019-04-16 2019-09-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method of producing ceramic plate for cutting tool

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3977061A (en) * 1973-09-17 1976-08-31 Sandvik Aktiebolag Cutting insert and method of making the same
US4421528A (en) * 1982-05-20 1983-12-20 Gte Laboratories Incorporated Process for making a modified silicon aluminum oxynitride based composite cutting tool
US5538926A (en) * 1993-12-21 1996-07-23 Kabushiki Kaisha Seiko Sho Alumina based ceramic material and method of manufacturing the same
JP2007308731A (en) * 2006-05-16 2007-11-29 Nisshinbo Ind Inc Material for setter for sintering
RU2384650C2 (en) * 2007-05-08 2010-03-20 Белер Эдельшталь Гмбх Instrument with covering
RU2699434C1 (en) * 2019-04-16 2019-09-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method of producing ceramic plate for cutting tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Cutting performance of solid ceramic end milling tools in machining hardened AISI H13 steel
EP0311264B1 (en) Ceramic cutting tool inserts and production thereof
US4022584A (en) Sintered cermets for tool and wear applications
Azhar et al. Effect of Al2O3/YSZ microstructures on wear and mechanical properties of cutting inserts
Banik et al. State of the art on zirconia toughened alumina cutting tools
Sivasankaran et al. Effect of nose radius and graphite addition on turning of AA 7075-ZrB2 in-situ composites
RU2748537C1 (en) Method for producing oxide-silicon carbide cutting ceramics of new fraction
JP2523452B2 (en) High strength cubic boron nitride sintered body
RU2785672C1 (en) Composition of mixed cutting ceramics and method for manufacture thereof
RU2800345C1 (en) Mixed cutting ceramics and method for manufacturing cutting plates from mixed cutting ceramics
US5106788A (en) Process for producing highly tough ceramics
JP2576867B2 (en) High toughness cubic boron nitride based sintered body
Jing et al. Production of in situ vanadium carbide particulate reinforced iron matrix composite
RU2699434C1 (en) Method of producing ceramic plate for cutting tool
Abolkassem et al. Studying the Microstructure and Mechanical Properties of (WC–TiC-Co)/ZrO2 Composite Prepared by Powder Technology
EP0187737A4 (en) METHOD OF MACHINE CUTTING SILICON METAL PARTICULATES WITH Si3N4.
GB2065715A (en) Hot pressed silicon nitride
US2171391A (en) Process of producing hard materials
US5352533A (en) Ceramic composite body, process for producing a ceramic composite
EP0484014A1 (en) Boron carbide-reactive metal cermets having microstructure tailored by post-densification heat treatment
Komanduri et al. Ceramics
Khakimovich et al. Implementation of technology production of composite tools of super-hard materials
Ezugwu Manufacturing methods of ceramic cutting tools
Mo et al. Composition, microstructure and mechanical properties of PcBN composites with Al-Zr binder
Joardar Optimization for turning of aluminium and titanium Di boride cast composites using response surface methodology